以工作過程為導(dǎo)向的數(shù)字電路實(shí)踐教學(xué)探索

□凌小蓮

數(shù)字電子技術(shù)是電氣電子信息類專業(yè)基礎(chǔ)課，應(yīng)用廣、實(shí)踐性強(qiáng)。課程的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證性、設(shè)計性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為主，部分學(xué)生不理解、學(xué)習(xí)興趣也不高，尤其是專科生。怎樣提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與教學(xué)效果呢？通過了解分析學(xué)生實(shí)際情況，并聽取了教師和同學(xué)們的意見后，將實(shí)訓(xùn)內(nèi)容調(diào)整為：課內(nèi)必做的實(shí)訓(xùn)項目、課外選作的項目、課內(nèi)、課外相結(jié)合的項目，并增設(shè)了綜合實(shí)踐性的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。以工作過程為導(dǎo)向的教學(xué)實(shí)施過程包括資訊、計劃、決策、實(shí)施、檢查、評價等六個教學(xué)環(huán)節(jié)，采取行動導(dǎo)向教學(xué)法，即以學(xué)生為中心、以典型工作任務(wù)為主線、以完成工作任務(wù)為教學(xué)過程、同時實(shí)現(xiàn)知識、技能和素質(zhì)的工作過程系統(tǒng)化課程教學(xué)。本文以設(shè)計與制作NE555呼吸燈實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容為例，說明在《數(shù)字電子技術(shù)》實(shí)踐教學(xué)中，是如何開展理論實(shí)踐一體化教學(xué)活動的。

一、教學(xué)目標(biāo)的構(gòu)建

開展“NE555呼吸燈電路的設(shè)計與制作”實(shí)訓(xùn)項目，實(shí)施以工作過程為導(dǎo)向的教學(xué)過程，要求達(dá)到如下目標(biāo)。

(一)知識目標(biāo)。了解電子元器件的識別、檢測方法與實(shí)際應(yīng)用，掌握NE555定時器的電路結(jié)構(gòu)、邏輯功能及電路應(yīng)用；初步掌握電子電路設(shè)計、安裝、調(diào)試及檢測的技術(shù)技能等。

(二)能力目標(biāo)。培養(yǎng)學(xué)生通過調(diào)研、交流等方式獲取資訊能力，分析問題、解決問題的能力，提高他們創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和綜合實(shí)踐能力。同時，也培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作勇于探索、交流學(xué)習(xí)、取長補(bǔ)短、共同進(jìn)步的團(tuán)隊精神；提升溝通交流、組織協(xié)調(diào)等社會能力。

二、教學(xué)過程的實(shí)施

(一)資訊。把全班學(xué)生按宿舍分成幾個小組，再以小組為單位，圍繞項目工作任務(wù)要求開展查找、收集、整理資料等工作。

項目工作任務(wù)是:以NE555定時器為核心元件，外部通過配接阻容元件、晶體管、發(fā)光二極管等元件，設(shè)計制作呼吸燈電路。設(shè)計的電路要求實(shí)現(xiàn)：上電后LED燈漸漸變亮，然后漸漸變暗直到熄滅，斷電前重復(fù)進(jìn)行相同過程。

項目實(shí)訓(xùn)目的是通過“NE555呼吸燈電路”的設(shè)計制作，了解呼吸燈的典型電路及工作原理，熟悉制作電子電路所需元器件及工藝要求，學(xué)會設(shè)計制作呼吸燈電路功能框圖等，為設(shè)計制作一些實(shí)用電子電路提供參考，同時也培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊精神及綜合實(shí)踐能力。

(二)計劃。教師參與各小組討論交流，指導(dǎo)大家如何理解“NE555呼吸燈電路”工作原理，電路中各元件參數(shù)設(shè)置、選擇，電路的連接及使用注意事項等。參照典型電路，根據(jù)項目任務(wù)要求，教師指導(dǎo)各小組怎樣設(shè)計制作基本的“NE555呼吸燈電路”，包括設(shè)計電路功能框圖的方法、步驟；各元器件參數(shù)的計算、選擇，電路板制作的工藝要求；呼吸燈電路安裝、調(diào)試的要點(diǎn)以及電路功能實(shí)現(xiàn)的實(shí)際效果等。各小組初步擬定項目實(shí)訓(xùn)方案，包括：設(shè)計制作電路圖及相關(guān)實(shí)訓(xùn)說明等。

(三)決策。由各小組展示各自初步擬定實(shí)施方案，教師參與指導(dǎo)并進(jìn)行點(diǎn)評，與全班同學(xué)一起分析討論各方案特點(diǎn)、存在的問題，提出解決問題的意見和建議，并落實(shí)好實(shí)訓(xùn)電路圖。考慮到實(shí)訓(xùn)經(jīng)費(fèi)問題，全班用評選出來較好的、可操作性強(qiáng)、方便實(shí)用的方案作為最終實(shí)訓(xùn)方案，而且是統(tǒng)一的。在教師指導(dǎo)下，同學(xué)們根據(jù)電路圖了解、認(rèn)識元器件，包括元器件的型號、規(guī)格以及使用注意事項等，熟悉電路制作的工藝流程，包括：電路制作準(zhǔn)備工作、元器件安裝與電路的連接過程、電路的檢查、排故與調(diào)試問題以及實(shí)訓(xùn)所需準(zhǔn)備的工具等。實(shí)訓(xùn)結(jié)束要求每人提交1件實(shí)訓(xùn)作品和紙質(zhì)實(shí)驗(yàn)報告1份，作品的效果要實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計功能。

(四)實(shí)施。先要進(jìn)行拆焊練習(xí)，目的是熟練掌握元器件的焊接以及進(jìn)行電路連接過程中的操作要點(diǎn)與注意事項，并根據(jù)電路圖準(zhǔn)備好實(shí)訓(xùn)所需元器件、儀表工具等；接著進(jìn)行元器件的檢測，要求測試所有元器件，并判斷出其好壞，對不合格的元器件要及時更換。根據(jù)所設(shè)計的電路圖在電路板上把元器件按照由低到高的順序插在電路板上；再把它們焊接，焊接時要注意，先把元器件固定好再焊接，在確認(rèn)該元件焊接合格，無虛焊等問題后再剪去多余管腳，接著再焊下一個元件。一般先焊連接線再焊接電阻，因?yàn)閷?dǎo)線及電阻為較低元件；接下來焊接比電阻高一點(diǎn)的元件，如此類推地焊接。整個過程焊接一定要干凈利落，以免燒壞元件，同時還要注意電路“虛焊”、“斷路”、“短路”等現(xiàn)象。在實(shí)施過程中要求人人動手，教師作為組織者、參與者，檢查每位同學(xué)工作情況，答疑、指導(dǎo)、交流同學(xué)們在實(shí)訓(xùn)中提出的問題；記錄存在的問題，分析其原因，并把意見反饋給同學(xué)們，以便及時整改。

(五)檢查。電路安裝完畢后，按照項目擬定的方案進(jìn)入檢查環(huán)節(jié)。先是自檢和同學(xué)間互檢，檢查電路是否焊接正確、牢固；在確認(rèn)電路焊接正確、電路制作工藝符合要求后，經(jīng)教師同意方可通電試驗(yàn)。在通電過程中要注意觀察發(fā)光二極管的情況，并判斷出電路是否能正常工作？若電路工作不正常，在教師指導(dǎo)及其他同學(xué)幫助下，按要求、分步驟逐步檢查和排故，直到電路能正常工作為止。按制作電子電路的工藝要求，合理安排好線路的走向，焊接牢固、可靠，焊點(diǎn)表面無砂眼且光滑，使制作作品整齊、美觀，符合項目要求。

(六)評價。進(jìn)入評價階段，先分組討論實(shí)訓(xùn)中存在問題及解決方法，每人總結(jié)通過實(shí)訓(xùn)有哪些收獲和體會，總結(jié)實(shí)訓(xùn)中各自存在的不足及改進(jìn)措施，并把意見及建議反饋給任課教師，以便教師在今后的教學(xué)中不斷改進(jìn)，以提高實(shí)訓(xùn)成效。

實(shí)訓(xùn)結(jié)束，對學(xué)生提交的實(shí)訓(xùn)作品，指導(dǎo)教師通過互動形式進(jìn)行點(diǎn)評和總結(jié)，并通過班級的QQ群、微信群進(jìn)行實(shí)訓(xùn)成果展示，供同學(xué)們學(xué)習(xí)討論、分享實(shí)訓(xùn)的成果以及成功的喜悅，激發(fā)大家學(xué)習(xí)知識、掌握技能的信心。

三、實(shí)訓(xùn)反思

(一)存在問題。第一，場地不足。按項目開展實(shí)訓(xùn)，需要使用“理-實(shí)一體化”的實(shí)驗(yàn)室，但如果課程內(nèi)容全部排在實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室又安排不下；第二，資金不足，元器件采購計劃不允許。如果完全按照各小組設(shè)計方案執(zhí)行，所需資金就會超過預(yù)算，而且元器件采購計劃要按規(guī)定時間完成，而不是按教學(xué)進(jìn)度執(zhí)行；第三，沒有配套的實(shí)訓(xùn)教材及設(shè)備，不便推廣開展一系列相關(guān)實(shí)訓(xùn)項目，所以，開展“以工作過程為導(dǎo)向的實(shí)踐教學(xué)”困難不少，還需繼續(xù)努力，如相關(guān)機(jī)制的建立、實(shí)驗(yàn)室及師資隊伍的建設(shè)等。

(二)對策。由于實(shí)訓(xùn)場地不足，只能有選擇性地開展以工作過程為導(dǎo)向的實(shí)訓(xùn)項目，而且部分實(shí)訓(xùn)內(nèi)容要安排在課外執(zhí)行。針對元器件采購不是按教學(xué)進(jìn)度進(jìn)行，況且資金有限，所以實(shí)訓(xùn)時選各小組的最優(yōu)評定方案作為最終實(shí)訓(xùn)方案，而且是唯一的。關(guān)于教材問題，只能由上課教師自行編寫，隨意性較大。如果學(xué)校成立有專門的實(shí)訓(xùn)中心，有專職實(shí)驗(yàn)教師隊伍，在推廣開展以工作過程為導(dǎo)向的實(shí)踐教學(xué)同時，也進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，并加強(qiáng)儀器設(shè)備管理，探索開放實(shí)驗(yàn)室、開展第二課堂的方法、途徑，應(yīng)該會收到較好的教學(xué)效果。

四、結(jié)語

從實(shí)際出發(fā)，以工作過程為導(dǎo)向開展實(shí)踐教學(xué)的探索，學(xué)習(xí)電子技術(shù)的知識和電子電路設(shè)計制作的方法、步驟，逐步掌握相應(yīng)的職業(yè)技能，提高個人綜合能力，符合高等教育改革的要求。實(shí)踐證明，開展以“工作過程為導(dǎo)向”的行動導(dǎo)向教學(xué)法,體現(xiàn)了”以學(xué)生為中心”、重視培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)技能的教學(xué)理念。這種教學(xué)模式不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，而且實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果也得到明顯提升，促使學(xué)生掌握職業(yè)技能，是培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)人才的有效途徑，值得廣大教師去探索、去實(shí)踐。